高三物理电磁感应中的能量问题

高三物理电磁感应中的能量问题内容摘要：

穿出磁场，减少的机械能全部转化为电能。 减少的动能为： 减少的重力势能为： ⑥ 产生的热能为： v2 B c a b H d v1 题目 第 2页 0708学年度第一学期期末调研试卷 17 17．如图所示，一边长 L = ，质量 m1 = ，电阻 R = abcd，与一质量为 m2 = 2kg的物块通过轻质细线跨过两定滑轮相连。 起初 ad边距磁场下边界为 d1 = ，磁感应强度 B=，磁场宽度 d2 =，物块放在倾角 θ=53176。 的斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数 μ=。 现将物块由静止释放，经一段时间后发现当 ad边从磁场上边缘穿出时，线框恰好做匀速运动。 (g取 10m/s2, sin53176。 =, cos53176。 = ）求： （ 1）线框 ad边从磁场上边缘穿出时绳中拉力的功率。 （ 2）线框刚刚全部进入磁场时速度的大小； （ 3）整个运动过程中线框产生的焦耳热。 解： d1 d2 b a d c m2 θ （ 1）由于线框匀速出磁场，则对 m2有： 得 T=10N 对 m1有： 又因为 联立可得： 所以绳中拉力的功率 P=Tv=20W （ 2）从线框刚刚全部进入磁场到线框 ad边刚要离开磁场，由动能定理得 KEv)mm()Ld(gm)Ld)(c osgms i ngm(2212122221且 解得 （ 3）从初状态到线框刚刚完全出磁场，由能的转化与守恒定律可得 将数值代入，整理可得线框在整个运动过程中产生的焦耳热为： Q = J 题目 2020年第二次模考 19 19（ 17分）如图，光滑平行的水平金属导轨 MN、 PQ相距 l，在 M点和 P点间接一个阻值为 R的电阻，在两导轨间 OO1O139。 O39。 矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为 d的匀强磁场，磁感强度为 B。 一质量为 m，电阻为 r的导体棒 ab，垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距d0。 现用一大小为 F、水平向右的恒力拉 ab棒，使它由静止开始运动，棒 ab在离开磁场前已经做匀速直线运动（棒 ab与导轨始终保持良好的接触，导轨电阻不计）。 求： （ 1）棒 ab在离开磁场右边界时的速度； （ 2）棒 ab通过磁场区的过程 中整个回路所消耗的电能； （ 3）试分析讨论 ab棒在磁场 中可能的运动情况。 R F B M N O1 P Q O39。 O O39。 1 a b d d0 （ 1） ab棒离开磁场右边界前做匀速运动的速度为V，产生的电动势为： 解： 电路中电流 对 ab棒，由平衡条件得： F－ BIl＝ 0 解得 (2)由能量守恒定律 解得 （ 3）设棒刚进入磁场时速度为 V0，则 ① 当 V0=V，即 时， 棒做匀速直线运动； ② 当 V0＜ V，即 时， 棒做先加速后匀速直线运动； ③ 当 V0＞ V，即 时， 棒做先减速后匀速直线运动； 题目 16 16．（ 15分） 如图甲，相距为 L的光滑平行金属导轨水平放置，导轨一部分处在垂直导轨平面的匀强磁场中， OO39。 为磁场边界，磁感应强度为 B，导轨右侧接有定值电。